JP3266332B2 - ヒドロキシジフエニル類の製造方法 - Google Patents

ヒドロキシジフエニル類の製造方法

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JP3266332B2 JP28225392A JP28225392A JP3266332B2 JP 3266332 B2 JP3266332 B2 JP 3266332B2 JP 28225392 A JP28225392 A JP 28225392A JP 28225392 A JP28225392 A JP 28225392A JP 3266332 B2 JP3266332 B2 JP 3266332B2
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C37/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C37/06Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring by conversion of non-aromatic six-membered rings or of such rings formed in situ into aromatic six-membered rings, e.g. by dehydrogenation
    • C07C37/07Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring by conversion of non-aromatic six-membered rings or of such rings formed in situ into aromatic six-membered rings, e.g. by dehydrogenation with simultaneous reduction of C=O group in that ring

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】完全におよび/または部分的に水素化され
たヒドロキシジフェニルからなる化合物類または化合物
類の混合物の接触水素化によりヒドロキシジフェニルを
気相中で製造できることは知られている。例えばドイツ
特許明細書1,108,221およびドイツ公開明細書
2,049,809中に記載されている如きニッケル、ク
ロム、アルミニウム、銅およびアルカリ金属酸化物また
は炭酸塩並びに適宜銀を含んでいる脱水素化触媒がここ
では使用されている。
【0002】担持触媒の存在下におけるシクロヘキサノ
ン誘導体類の脱水素化による2−ヒドロキシルジフェニ
ルの製造方法はドイツ公開明細書2,211,721から
知られている。この方法で使用される触媒は、非常に少
量のパラジウム、白金、イリジウムもしくはロジウムま
たはこれらの2種以上の元素の混合物を例えばシリカ、
酸化アルミニウム、シリカ/酸化アルミニウム、または
活性炭の如き担体上に沈着させそしてさらに適当量のア
ルカリを加えることにより、製造される。
【0003】上記のドイツ公開明細書中では、白金およ
びパラジウムが希望する生成物の選択的生成に関して特
別高い活性を有していることが特に強調されている。し
かしながら、この方法で使用される貴金属触媒は低すぎ
る選択率(特にロジウムを含有している触媒を使用する
場合)、不適切な活性、または短すぎる寿命を有してい
る。
【0004】さらに、ニッケル、クロム、アルミニウ
ム、銅およびアルカリを含んでいる脱水素化触媒の存在
下における完全におよび/または部分的に水素化された
ヒドロキシジフェニルからなる化合物類および/または
化合物類の混合物の接触脱水素化によりヒドロキシジフ
ェニルを製造できるということがドイツ公開明細書2,
049,809から知られている。米国特許4,060,
559はシクロヘキシルフェノールの脱水素化による2
−ヒドロキシジフェニルの製造方法を記載しており、そ
こでは反応は白金またはパラジウムを含んでいる担持触
媒の存在下で実施される。触媒の比較的短い寿命および
幾分不適切な活性もこの方法の欠点である。
【0005】ヨーロッパ特許208,933に従うと、
ロジウムを含んでいるCr−Mn−Al23触媒を使用
する場合にはシクロヘキシリデン−シクロヘキサノンの
脱水素化によりヒドロキシジフェニルが得られる。しか
しながら、収率はヒドロキシジフェニルの工業的製造用
には改良の必要がある。
【0006】本発明は、完全にまたは部分的に水素化さ
れたヒドロキシジフェニルからなる化合物または数種の
化合物類の混合物から出発する気相中での接触脱水素化
によるヒドロキシジフェニルの製造方法において、活性
成分類としてロジウムと白金およびパラジウムからなる
からの1種以上の白金族金属(類)との組み合わせを
含んでおりそして促進剤として1種以上のアルカリ金属
水酸化物類および/またはアルカリ金属硫酸塩類を含ん
でおり、それの担体がクロムおよびマンガンを含んでい
るような触媒を使用することを特徴とする方法に関する
ものである。
【0007】従って、本発明による方法はロジウムと
金およびパラジウムから選ばれる1種以上の白金族金属
(類)との組み合わせを含んでいる触媒の使用により特
徴づけられている。貴金属としてロジウムだけを含んで
いる触媒と比べると、そのような触媒は比較的高い安定
性および比較的長い作業寿命を有しておりそしてさらに
改良された選択性も示す。大規模な工業的方法を初めて
経済的なものとさせる諸性質のそのような改良は予期さ
れていなかった。そのような組み合わせには別の貴金属
の取り扱いという欠点が伴うため、専門家はそのような
組み合わせの使用を考えなかった。
【0008】本発明に従う方法用に適している出発物質
は、例えば、2−シクロヘキシリデン−シクロヘキサノ
ン、2−シクロヘキセニル−シクロヘキサノン、2−シ
クロヘキシル−シクロヘキサノン、2−シクロヘキシル
−シクロヘキサノール、2−シクロヘキシル−フェノー
ル、3−シクロヘキシル−フェノール、4−シクロヘキ
シル−フェノール、2−フェニル−シクロヘキサノンお
よび2−フェニル−シクロヘキサノールである。
【0009】上記の化合物類は容易に入手可能である。
すなわち、例えば、2−シクロヘキシリデン−シクロヘ
キサノンおよび2−シクロヘキセニル−シクロヘキサノ
ンは酸または塩基性触媒の存在下において既知方法によ
る自己縮合により得られる。これらの2種の化合物類は
さらにシクロヘキサノールの接触脱水素化における副生
物として、2−シクロヘキセニル−シクロヘキサノン、
2−シクロヘキシル−シクロヘキサノールなどの他に、
製造される。それらは脱水素化混合物から蒸留により容
易に分離することができそして2−ヒドロキシジフェニ
ル製造用の混合物として使用することができる。
【0010】シクロヘキシル−フェノールは既知方法に
よりフェノールの接触アルキル化により得られる。2−
シクロヘキシル−フェノールはさらに2−ヒドロキシジ
フェニルの合成における副生物としても、2−フェニル
−シクロヘキサノンおよび2−フェニル−シクロヘキサ
ノール、2−シクロヘキシル−シクロヘキサノールおよ
び2−シクロヘキシル−シクロヘキサノンの他に、生じ
る。
【0011】上記の化合物類または化合物類の混合物の
接触脱水素化は一般的には、化合物または化合物類の混
合物を気体形でロジウム/白金族金属触媒上を300−
400℃の、好適には320−390℃の、温度におい
て常圧または減圧下で通すことにより、実施される。
【0012】貴金属類の合計含有量は、触媒の合計重量
を基にして、0.05−5重量%、好適には0.05−4
重量%、特に好適には0.1−3重量%、である。ロジ
ウムの重量含有量はここでは、ロジウム/白金族貴金属
組み合わせの合計重量の10−90%、好適には15−
80重量%、特に好適には20−70%、である。
【0013】ロジウムの他に存在している他の白金族貴
金属は、白金およびパラジウムからなる群から選択さ
れ、そしてパラジウムが組み合わせ金属として特に好適
に選択される。
【0014】使用される触媒はその他に1−12重量%
の1種以上のアルカリ金属水酸化物類および/またはア
ルカリ金属硫酸塩類も含んでおり、水酸化物類および硫
酸塩類の含有量はそれぞれ6重量%を越えないものであ
る。促進剤の含有量は好適には2−10重量%であり、
水酸化物類および硫酸塩類の含有量はそれぞれ5重量%
を越えないものである。全ての重量データは完成触媒の
重量に関するものである。適しているアルカリ金属水酸
化物類は、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、水酸化ルビジウムおよび水酸化セシウム、好
適には水酸化リチウム、水酸化ナトリウムおよび水酸化
カリウム、特に好適には水酸化ナトリウムおよび水酸化
カリウム、である。適しているアルカリ金属硫酸塩類
は、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫
酸ルビジウムおよび硫酸セシウム、好適には硫酸リチウ
ム、硫酸ナトリウムおよび硫酸カリウム、特に好適には
硫酸ナトリウムまたは硫酸カリウム、である。
【0015】使用される触媒用の上記成分類は担体上に
置かれている。そのような担体の例は、酸化アルミニウ
ム、アルミニウムスピネル、活性炭、珪藻土、ベントナ
イト、軽石、シリカゲル、酸化ジルコニウム、酸化チタ
ン、酸化亜鉛、酸化マグネシウムおよび希土類の酸化物
類である。
【0016】酸化アルミニウムまたはアルミニウムスピ
ネルが触媒担体として好適に使用される。α−およびγ
−変形、が酸化アルミニウムとして特に適している。ア
ルミニウムスピネルは式Me(II)Al24またはMe
(I)AlO2の化合物であり、ここでMe(II)は鉄、亜
鉛、ニッケル、銅、コバルト、カドミウム、マグネシウ
ムなどの、好適にはマグネシウムの、2価金属カチオン
であり、そしてMe(I)は1価カチオン、例えばリチウ
ム(リチウム−アルミニウムスピネル)である。スピネ
ル中のアルミニウムの一部は3価の鉄、クロムまたはマ
ンガンにより置換されていてもよい。しかしながら、好
適にはAl23が、特に好適にはγ−Al23、が使用
される。
【0017】本発明に従い使用することができる触媒用
の担体は、クロムおよびマンガンを、触媒の合計重量を
基にして、0.05−8重量%の、好適には0.2−5重
量%の、量で一緒に含んでいる。クロムおよびマンガン
の重量比は5:1−1:5、好適には2:1−1:2、
である。クロムおよびマンガンで処理されたそのような
担体はヨーロッパ特許208,933から既知である。
【0018】上記触媒を製造するためには、特に好適な
方法では、Al23またはアルミニウムスピネルにクロ
ムおよびマンガンの化合物類を約2−10mmの寸法を
有する押し出し粒子、ペレットまたはビーズの形状で適
用し、この方法で充填された担体を高温に加熱し、そし
て次に貴金属類並びに1種以上のアルカリ金属水酸化物
類および/または1種以上のアルカリ金属硫酸塩類を別
個に適用し、各適用後に100−140℃において例え
ば1−1,000ミリバール、好適には10−300ミ
リバールの如き減圧ないし常圧下で、例えば水流ポンプ
真空下で、乾燥する。
【0019】特に好適な方法における触媒担体へのクロ
ムおよびマンガンの適用は、例えば、アルカリ金属水酸
化物溶液またはアンモニアを使用するクロム塩およびマ
ンガン塩からの水酸化マンガン/クロム混合物の共沈澱
並びにその後の水を用いる可溶性内容物の洗浄除去によ
り、行われる。クロムおよびマンガンの可能な塩類は、
特に、上記元素類の硫酸塩類、酢酸塩類および/または
硝酸塩類である。マンガン(II)塩類および重クロム酸
アンモニウムの溶液からアンモニアおよび/または塩基
性アルカリ金属化合物によりクロムおよびマンガンを触
媒担体上に沈着させることもできる。塩基をゆっくり且
つ均一に加える場合には特に均一にそしてしっかり付着
した沈着物が得られ、比較的大きい濃度差が避けられ
る。この目的用には、例えば、加水分解条件下で尿素を
用いて沈着を行うことができ、それにより塩基の遅い添
加条件が特に良好に確保される。
【0020】クロムおよびマンガンの化合物類の適用並
びに上記の沈着後に、この方法で充填された触媒担体を
洗浄して可溶性化合物を除去し、その後に、それを高温
(約200−450℃、好適には250−350℃)に
加熱した。この加熱処理後に、クロムおよびマンガンが
充填されている担体は上記の他の触媒成分類の含浸の準
備がなされている。
【0021】貴金属類並びにアルカリ金属水酸化物類お
よび/またはアルカリ金属硫酸塩類(各場合とも1種以
上のもの)を用いる担体の含浸は別個に行われる。ここ
では貴金属を例えばそれらの塩化物、硝酸塩、酢酸塩ま
たは他の適当な塩類の水溶液の形状で最初に担体上に含
浸させ、次に乾燥後にアルカリ金属水酸化物溶液の含浸
を行うという工程を遂行することができる。この処理で
は、貴金属がそれらの酸化物または水酸化物の形状で沈
着する。担体上のアルカリ金属水酸化物の含浸は担体上
のアルカリ金属硫酸塩の含浸とは別個にまたは一緒に行
うことができる。最終的な乾燥後に、それを例えば12
0−400℃、好適には150−380℃の如き高温に
おける水素を用いる処理により活性化させる。この活性
化は特に好適にはヒドロキシジフェニルの製造をその後
に行う反応器の中で実施される。
【0022】しかしながら、担体にアルカリ金属水酸化
物溶液を最初に含浸させ、次にそれを乾燥し、そしてこ
の方法で予備処理され且つ塩基性にされている触媒担体
上に貴金属類の上記塩類をこの方法で適用することも可
能であり、酸化物または水酸化物の形状での貴金属類の
沈着を含浸時に行うこともできる。この変法では、アル
カリ金属水酸化物と一緒の1種以上のアルカリ金属硫酸
塩類の担体上への追加含浸をアルカリ金属水酸化物の適
用前もしくは後にまたは貴金属類の適用後の最終的含浸
として行うことができる。ここでも、各含浸後に別個の
乾燥を行う。この変法によると、その後の乾燥後に触媒
は使用できる状態にあるが、上記方法において高温で水
素を用いてあらかじめ活性化することもできる。
【0023】上記物質を充填させるための上記担体の含
浸の代わりに、それを適当な溶液状で噴霧することもで
きる。このために必要な作業装置並びに上記元素類の量
および濃度の選択による希望する充填調節法は原則的に
は専門家に既知である。
【0024】水溶液の他に、アルコール溶液または低級
カルボン酸類もしくはアミン類中の溶液も、貴金属類お
よび塩基性アルカリ金属化合物類の意図する塩類がその
中で可溶性であるなら、原則的には使用可能である。
【0025】
【実施例】実施例1 丸底フラスコ中で、41.5gのMnSO4・H2O、3
0.9gの(NH4)2Cr27および225gの尿素の3
59gの水中溶液を、500gの300m2/gのBE
T表面積を有する球状Al23(直径4−6mm)に加
えた。フラスコを回転運動下で85℃に1時間保ち、吸
収された液体を濾別し、そして触媒担体を水で洗浄して
硫酸塩を除去し、そして120℃において水流ポンプ真
空下で20時間にわたり乾燥した。次に触媒担体を30
0℃において30分間にわたりコンディショニングし
た。50gのこの方法でクロムおよびマンガンを充填さ
せたAl23に、0.66gのRhCl3および0.83
gのH2PtCl6を含んでいる20mlの水中溶液を含
浸させた。湿っている触媒ペレットを120℃において
水流ポンプ真空下で乾燥し、そして次に1.46gのN
aOHの15mlの水中溶液を再び含浸させ、そして再
び乾燥した。最後に、ペレットに1.5gのK2SO4
15mlの水中溶液を再び含浸させ、そして再び乾燥し
た。
【0026】上部が蒸発区域として作用しておりそして
下部に30ml(23.5g)の製造された触媒が充填
されている17mmの直径および約600mmの長さを
有する反応管を電気的加熱により400℃に70時間保
ちながら、10リットルのN2/時を触媒上に通した。
次に触媒をこの温度でH2(10リットルのH2/時流の
中で71時間にわたり活性化した。目盛り付けされた計
量装置を用いて毎時6gの2−シクロヘキセニル−シク
ロヘキサノンおよび2−シクロヘキセリデン−シクロヘ
キサノンの混合物を10リットルの水素と一緒に反応管
中に通した。パッキングだけを含有している管の上部中
で液体の出発混合物が蒸発した。
【0027】操作の最初の24時間中は、触媒を375
℃に保った。下記の組成を有する反応生成物がこの期間
中に製造された: 2−ヒドロキシ−ジフェニル 90.7% 酸化ジフェニレン 3.4% ジフェニル 0.6% フェノール 0.4% 2−シクロヘキシル−フェノール 4.5%。
【0028】この始動時間後に、反応炉の温度を350
−375℃に設定した。反応生成物は、触媒の使用期間
により下記の組成(重量%)を有していた。
【0029】
【表1】物質(%)/時間(時) 146 797 1239 2188 3023 5078 2−ヒドロキシ−ジフェニル 92.9 91.1 89.8 90.2 90.3 90.6 2−シクロヘキシル−フェノール 1.5 0.7 0.7 1.2 2.2 1.4 酸化ジフェニレン 4.0 5.5 6.2 5.8 5.3 4.9 ジフェニル 0.7 0.9 1.2 1.0 0.8 1.3 フェノール 0.3 0.3 0.3 0.2 0.3 0.1 2−シクロヘキシル−フェノールは反応における出発物
質として再び使用することができた。
【0030】実施例2 実施例1に従い製造された200gの Cr−Mn−Al
23触媒担体に、2.64gのRhCl 3 、2.12gの
酢酸パラジウムおよび80gの水から製造された溶液を
含浸させた。湿っている触媒ビーズを120℃において
水流ポンプ真空下で乾燥した。30gの乾燥された触媒
に1.29gのKOHおよび0.9gのK2SO4の10g
の水中溶液を含浸させ、そして次に再び乾燥した。30
ml(23.1g)のこの方法で製造された触媒を水素
流(10リットル/時)中で実施例1に記載されている
反応管を使用して400℃に加熱し、そしてこの温度に
65時間保った。次に炉の温度を下げ、そして脱水素化
反応を350および380℃において実施した。
【0031】それぞれ0.2g/ml・時および0.4g
/ml・時の触媒充填量並びに350および380℃に
おける2−シクロヘキセニル−シクロヘキサノンおよび
2−シクロヘキシリデン−シクロヘキサノンの異性体混
合物の脱水素化においては、下記の結果が得られた。
【0032】 a)350℃および0.2g/ml・時の触媒充填量
【0033】
【表2】物質(%)/時間(時) 406 1048 2086 2−ヒドロキシ−ジフェニル 84.2 89.7 90.5 2−シクロヘキシル−フェノール 11.2 4.7 3.7 ジフェニル 0.3 0.5 0.4 酸化ジフェニレン 2.8 3.7 4.0 フェノール 0.6 0.4 0.4 b)次に380℃および0.4g/ml・時の触媒充填
量において、操作時間(時)をさらに計測した。
【0034】
【表3】物質(%)/時間(時) 3117 4130 7122 7314 7407 2−ヒドロキシ−ジフェニル 88.6 86.2 90.0 92.8 91.3 2−シクロヘキシル−フェノール 6.2 8.2 4.5 2.3 3.1 ジフェニル 0.2 0.2 0.4 0.3 0.3 酸化ジフェニレン 4.0 4.0 3.4 4.7 4.5 フェノール 0.1 0.2 0.2 0.2 - 4,674操作時間後に、触媒を空気流(20リットル
/時)中で345−410℃におけるコンディショニン
グにより再生し、そして次に水素流(10リットル/
時)中で400℃において70時間にわたり活性化し
た。
【0035】実施例3 80m2/gの比表面積を有する球状Al23(直径2
−4mm)を使用したこと以外は、実施例1に従う触媒
製造を繰り返した。
【0036】30ml(21g)のこの触媒を最初に実
施例1中と同じ装置中で水素流(10リットル/時)中
で400℃において69時間にわたり活性化した。次に
ジアノン(2分子のシクロヘキサノン異性体混合物の縮
合生成物)の脱水素化を担体気体として10リットルの
水素/時間を用いて350−380℃の反応炉温度にお
いて実施した。反応生成物は時間(触媒の操作時間)の
関数として下記の組成を示した。
【0037】
【表4】物質(%)/時間(時) 47 864 2132 2245 2892 3978 4448 5645 2-ヒドロキシ−ジフェニル 91.9 91.2 85.1 87.6 90.6 89.0 88.8 83.6 2-シクロヘキシル−フェノール 1.3 0.7 9.2 - - 3.4 4.7 11.6 酸化ジフェニレン 3.3 4.1 2.3 5.4 4.4 3.9 3.2 2.5 ジフェニル 1.9 2.1 1.0 3.7 2.7 2.1 2.1 0.6 フェノール 0.2 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1 - 0.1 充填量 0.2 0.2 0.38 0.2 0.2 0.2 0.2 0.41 (g/ml/時間) 2,132操作時間後に、触媒を空気流(8−20リッ
トル/時)中で375−405℃におけるコンディショ
ニングにより再生し、そして次に水素流(10リットル
/時)中で400℃において74時間にわたり活性化し
た。
【0038】本発明の主なる特徴および態様は以下のと
おりである。
【0039】1. 完全にまたは部分的に水素化された
ヒドロキシジフェニルからなる化合物または数種の化合
物類の混合物から出発する気相中での接触脱水素化によ
るヒドロキシジフェニルの製造方法において、活性成分
類としてロジウムと白金およびパラジウムからなる群
らの1種以上の白金族金属(類)との組み合わせを含ん
でおりそして促進剤として1種以上のアルカリ金属水酸
化物類および/またはアルカリ金属硫酸塩類を含んでお
り、それの担体がクロムおよびマンガンを含んでいるよ
うな触媒を使用することを特徴とする方法。
【0040】2. ロジウム加え1種だけの他の白金
族金属が存在していることを特徴とする、上記1の方
法。
【0041】3. 白金族金属(類)がパラジウムであ
ることを特徴とする、上記1の方法。
【0042】4.ロジウムおよび他の白金族金属類が、
触媒の合計重量を基にして、0.05−5重量%の、好
適には0.05−4重量%の、特に好適には0.1−3重
量%の、合計量で存在していることを特徴とする、上記
1の方法。
【0043】5.ロジウム/他の白金族金属類の組み合
わせ中のロジウムの重量含有量が10−90%、好適に
は15−80%、特に好適には20−70%、であるこ
とを特徴とする、上記1の方法。
【0044】6.促進剤の含有量が触媒の合計重量を基
にして1−12重量%であり、水酸化物および硫酸塩の
含有量がそれぞれ6重量%を越えないことを特徴とす
る、上記1の方法。
【0045】7.クロムおよびマンガンを含んでいる担
体がAl23であることを特徴とする、上記1の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 591063187 Bayerwrk,Leverkuse n,BRD (56)参考文献 特開 昭62−4442(JP,A) 特開 平2−4451(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 39/15 C07C 37/07 B01J 23/00 B01J 27/00 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 完全にまたは部分的に水素化されたヒド
    ロキシジフェニルからなる化合物または数種の化合物の
    混合物から出発する気相中での接触脱水素化によるヒド
    ロキシジフェニルの製造方法において、活性成分として
    ロジウム並びに白金およびパラジウムを含む群からの1
    種以上の白金族金属の組み合わせを含んでなり、且つ、
    促進剤として1種以上のアルカリ金属水酸化物および/
    またはアルカリ金属硫酸塩を含んでなり、更に、その担
    体がクロムおよびマンガンを含んでなる、触媒を使用す
    ることを特徴とする方法。
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